Strömungen am Darrieusflügel

[seb]

Noch ein kleines Bild hinterher:

Walflügel Strömung.JPG (104.36 KiB) 18613-mal betrachtet

Hier sieht man deutlich, daß es trotzdem Rückströmungsgebiete am Walflügel gibt. Aber es scheint so, daß diese
eine "gute" Strömung wieder in anderen Gebieten begünstigen.

Sebastian

[seb]

Jetzt stellt sich mir die Frage:

Bernd, könnstest du vielleicht doch noch hierzu eine Windkanal-Messung schaffen?

Denn was man nicht so ohne weiteres simulieren kann ist, wie wirkt sich diese "Leistungssteigerung" tatsächlich auf
den H-Rotor aus? Und wie stark sollte das Wellenprofil ausgeführt sein, was ist optimal?

Ich werde nochmals eine Sim fahren mit wesentlich kleineren "Buckeln", schliesslich sind die Orginale (am Wal) ja auch
viel kleiner, allerdings aber für´s Wasser gedacht. Na mal sehen.

Viele Grüße

Sebastian

[seb]

...und wie fern ist oft unsere uns angedachte Vorstellungs-"Vernunft" ggü. dem, was wirklich passiert:

Vergleich des Walflügels mit kleiner und grosser Welle:

grosse Welle

Walflügel.JPG (32.69 KiB) 18566-mal betrachtet

kleine Welle

Wal kleineWelle.JPG (40.51 KiB) 18566-mal betrachtet

Dies also die beiden Probanten.
Sim wieder bei 8m/s, 10Grad Anstellwinkel und 30% Luftfeuchte

Kleine Welle:

Wal klein.JPG (53.96 KiB) 18566-mal betrachtet

Auftrieb bei 2,67N, Widerstand bei 0,902N.

Grosse Welle:

Wal gross.JPG (56.54 KiB) 18566-mal betrachtet

Auftrieb bei 3,39N! Widerstand bei 1,01N.

Das gibt doch zu denken, finde ich. Denn der Auftrieb ist bei der grossen Welle wesentlich höher, aber der Widerstand ist auch grösser.
Was ist nun vorteilhafter für den H_Rotor?
Warscheinlich ist der Grund dafür in den Rückströmgebieten im hinteren Teil des Flügels zu suchen.
Bei der kleinen Welle vermischt sich die Strömung zu sehr und es können keine solche Rückströmgebiete enstehen.

kleine Welle Strömung.JPG (111.1 KiB) 18566-mal betrachtet

Hier sieht man es deutlich, die Luft kriecht förmlich vor der Hinterkante entlang und bildet keine abgegrenzten Gebiete.
Ich denke, daß dies der Grund dafür ist.

Und wie ist nun das Optimum? Wieviel Prozent der Flügeltiefe sollte die Welle haben? Oder gibt es noch einen besseren Vorderkantenverlauf
statt einer Welle?

Viele Grüße

Sebastian

[seb]

Habe mal was ausprobiert, mit großem Erfolg:

Ich habe das Wellenprofil so verändert, daß die nach vorn ragenden Buckel breiter ausfallen als die "Täler".
(Bitte mit dem 1. Walflügel, Sinuskurve, vergleichen)

Wal2 Ström.JPG (106.51 KiB) 18564-mal betrachtet

Hier sieht man deutlich die sich entwickelnden Rückströmgebiete, habe sie rot eingekreist.
Sie entstehen immer hinter einer Kerbe des Wellenprofils.

Und die Ergebnisse sprechen für sich:

Wal2.JPG (55.9 KiB) 18564-mal betrachtet

Auftrieb: 3,52N und Widerstand: 0,925N.
Bitte auch wieder mit dem 1. Walflügel vergleichen.

So sollte es sein, sehr schön.
Aber die Frage nach der möglichen prozentualen Tiefe des Wellenprofils bleibt noch. Na mal sehen.

Sebastian

[Bernd]

Hallo Sebastian, hier überschlagen sich ja die positiven Ereignisse.
Vielen Dank das du uns so eindrucksvoll an deinen Ergebnisse teilhaben lässt.
Du scheinst ja wirklich auf einer heissen Spur zu sein.
In der letzten Grafik fehlt der blaue Bereich der Strömung schon völlig, das sieht sehr gut aus und die
Werte sprechen für sich.
Im Augenblick glaube ich sind Verbesserungen vielleicht noch schneller durch Veränderungen deiner Simulationsparameter
zu erreichen als durch reale Messungen an aufwändig gebauten Mustern.
Ich würde vorschlagen wenn du meinst das eine Form dem ideal schon sehr nahe ist, mir erscheint es fast jetzt
schon so das du mir dann Flügel zur Messung bzw. zum vergleichen zuschicken kannst wenn du willst.

Grüsse

Bernd

[seb]

Jo, werde ich. Aber ich kann dich auch beruhigen, das wird noch nicht so bald sein.

In der letzten Grafik sind 2 Profile zu sehen, sind aber beide aus der gleichen Sim:

Das eine, etwas längere, ist vom "Wellenbuckel", das andere logischer weise vom "Wellental".
Da kann man gut sehen, daß die Rückströmung immer hinter dem "Tal" passiert. Daher der blaue Bereich.

Mir juckt´s auch schon gewaltig in den Fingern. Ich hätte nie gedacht, daß es soviel bringt. Wahnsinn!
Wie sich nun der Flügel im Kreislauf am echten Rotor verhält, kann ich leider noch nicht simulieren.
Seuftz....

Denn ich frage mich, ob soviel Mehr-Auftrieb was bringt, oder eher auf der Kreisbahn hinderlich ist...

Viele Grüße

Sebastian

[4 Volt und 60 Cent]

Hallo Sebastian.
Können Sie ein Projekt Profil des Flügels?
Ich möchte einen kleinen Flügel aus XPS-Test machen.
Beispiel eins.
http://prikachi.com/images/896/4822896S.jpg
Wie gebaut werden?

Viele Grüße
4 Volt und 60 cent

[seb]

Um diesen Flügel zu bauen kommt man wohl um eine Negativ-Form nicht herum.
Mit einfachen Mitteln wird das schwiegig.
Am besten ist es, die Form gleich mit der CNC-Fräse zu fräsen.

Ich will später meine Flügelform aus einzelnen Segmenten zusammensetzen zu einer großen
Form in der dann der gesamte Flügel hinein laminiert werden kann.

Viele Grüße

Sebastian

[4 Volt und 60 Cent]

Hallo Sebastian.

Die Frage war über die Größe der Tiefe. Es spielt keine Rolle.

Was mit strömt die Luft Wirbel am Ende des Flügels passieren, wenn der Flügel ist diese Form?
Hier ist ein Bild des Themas, falls Sie verstehen nicht, was Sie fragen.

http://prikachi.com/images/870/4826870p.jpg




Viele Grüße

4 Volt und 60 cent

[seb]

Der von dir markierte Bereich auf dem Flügel ist ein Rückstrom-Gebiet. Es hat die ähnliche Funktion wie die Rückstromtaschen an
Vogelflügeln. Diese werden dort jedoch durch Aufstellen von speziellen Federn gebildet und verhindern vorzeitigen Strömungsabriss.
Hier wird sozusagen der Strömungsabriss heraus gezögert und "gezämt".

http://www.bionik.tu-berlin.de/user/gia ... n/evo.html

Interessanterweise geht dies nicht nur durch spezielle Federn sondern auch durch eine veränderte Nasenkante des Flügels.
Diese verändert die Strömung am Flügel so, daß sich auf der hinteren Oberseite Gebiete mit gut anliegender Strömung, aber auch Gebiete mit "kontrollierter" Rückströmung bilden. Mein Gedankenmodell dazu ist, daß sich hier ein Wirbel bildet, der lange kontrolliert am Flügel hängt ehe er abreisst. Bei einem normalen, glatten Flügel reisst die Strömung dagegen blasenförmig ab. Das ist z.B. beim Flugzeug der Moment des Strömungsabrisses. Dabei bricht der komplette Auftrieb plötzlich zusammen und das Flugzeug fällt wie ein Stein zu Boden.

Hier mal noch ein Link zum Thema:

http://www.spiegel.de/wissenschaft/mens ... 52,00.html

Ich glaube, daß der Flügel fertigungstechnisch nicht ganz einfach herzustellen ist. Daher die Verzögerung für den manntragenden Luftverkehr.
Weiterhin werden sich auch die Behörden mit solchen neuen Flügel in der Genehmigung schwer tun...?

Viele Grüße

Sebastian